來源：測序中國 作者：Bert

2020年，對所有人來說都是非常艱難的一年。由于新冠肺炎大流行，人們重要的生活和經(jīng)濟(jì)供給被切斷，無數(shù)人被迫隔離，全球經(jīng)濟(jì)遭受重創(chuàng)，無數(shù)寶貴的生命愴然逝去。然而，面對這些不可逾越的障礙，醫(yī)療健康行業(yè)卻在難以想象的壓力下取得了驚人的創(chuàng)新成就。

2021年1月11日，英國健康醫(yī)療網(wǎng)站Healthinnovations發(fā)布了“2020年十大健康領(lǐng)域創(chuàng)新（Top 10 health innovations in 2020）”榜單，這是Healthinnovations網(wǎng)站連續(xù)第七年發(fā)布該榜單。據(jù)悉，Healthinnovations網(wǎng)站的年度十大健康創(chuàng)新榜單是每年醫(yī)療健康行業(yè)的投資者、學(xué)者和醫(yī)療健康行業(yè)企業(yè)或從業(yè)者的必讀文章。除了盤點健康醫(yī)療領(lǐng)域的十大創(chuàng)新成果之外，文章還分享了目前臨床試驗的主要關(guān)注點和未來投資方向。其中，創(chuàng)立于中國的上海鹍遠(yuǎn)生物技術(shù)有限公司（以下簡稱“鹍遠(yuǎn)基因”）原創(chuàng)研發(fā)的泛癌種早篩技術(shù)入選榜單，名列第四。這也是全球癌癥早篩領(lǐng)域唯一入選的企業(yè)。2020年7月21日，《自然·通訊》（Nature Communications）發(fā)表了由鹍遠(yuǎn)基因聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)泰州健康科學(xué)研究院陳興棟、金力等學(xué)者共同合作的研究成果“Non-invasive early detection of cancer four years before conventional diagnosis using a blood test（血液無創(chuàng)檢測可以比常規(guī)診斷提前四年發(fā)現(xiàn)癌癥）”?？蒲腥藛T對復(fù)旦大學(xué)牽頭建設(shè)、囊括近20余萬社區(qū)人群的泰州隊列的部分血液樣本進(jìn)行了長期、系統(tǒng)的癌癥早期檢測研究。研究發(fā)現(xiàn)：對于結(jié)直腸癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌等5種常見惡性腫瘤，在達(dá)到現(xiàn)有臨床確診金標(biāo)準(zhǔn)之前，甚至在病人出現(xiàn)自覺癥狀前，早期的癌癥信號——微量腫瘤甲基化就存在于血液循環(huán)之中，并可以被無創(chuàng)檢測。利用鹍遠(yuǎn)基因原創(chuàng)研發(fā)的ctDNA甲基化多癌篩查技術(shù)PanSeer方法，研究團(tuán)隊在泰州隊列的血樣中實現(xiàn)了比臨床診斷提前4年發(fā)現(xiàn)血液中的微量腫瘤甲基化信號。這一最新研究成果具有重要的科研與商業(yè)意義，證實了通過提高檢測技術(shù)的靈敏度能夠更早的發(fā)現(xiàn)腫瘤標(biāo)志物，從而實現(xiàn)對癌癥的早期篩查。這是全球泛癌種早篩技術(shù)取得的重大突破，也是全球首次泛癌種早篩技術(shù)在大型自然人群隊列中得到嚴(yán)格驗證。

本文將一一介紹獲得全球健康醫(yī)療創(chuàng)新者認(rèn)可的2020年Top10健康領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)明或發(fā)現(xiàn)。

這項關(guān)于納米顆粒的研究來自密歇根州立大學(xué)。研究團(tuán)隊用單壁碳納米管負(fù)載巨噬細(xì)胞特異性納米療法設(shè)計了一種納米顆粒，這種納米顆?？删奂趧用}斑塊中的巨噬細(xì)胞內(nèi)，以激活吞噬作用，從而使斑塊被白細(xì)胞安全地“吃掉”。

在新冠大流行期間，這一以納米顆粒吞噬可導(dǎo)致心臟病的動脈斑塊的精準(zhǔn)免疫療法，在競爭激烈的排名中占據(jù)首位，可能因為它是一種能抵消細(xì)胞因子風(fēng)暴的整合免疫療法。另外也可能涉及到納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展，根據(jù)ResearchAndMarkets.com的數(shù)據(jù)，到2027年，納米醫(yī)學(xué)的市場預(yù)計將達(dá)到4,770億美元。同樣的，常見的心臟病介入治療市場預(yù)計會從2017年的146.9億美元躍升至2027年的249.6億美元。市場估值的躍升必然將為心臟病介入治療行業(yè)注入一劑強(qiáng)心劑。

在Healthinnovations的榜單中，排名第二的健康創(chuàng)新研究涉及男性不育。預(yù)計到2027年，這一市場價值將達(dá)到62.1396億美元。然而，美國國家衛(wèi)生研究院2019年發(fā)布的一份報告顯示，這一數(shù)字可能被嚴(yán)重低估。該報告稱，全球8%~10%的夫婦受到不孕不育的影響。

大多數(shù)男性不育癥是由精子缺陷引起的，這一切都源于精子形成的過程。精子是由男性精原干細(xì)胞（SSCs）產(chǎn)生的，如果這一過程出錯，不育問題就會出現(xiàn)。因此，治療男性不育癥的普遍思路會涉及到SSC療法，即在可控條件下引導(dǎo)SSC分化為健康的精子。然而，試驗在嘗試區(qū)分睪丸組織中的SSC時遇到了一些問題。

直到加州大學(xué)圣地亞哥分校開發(fā)出一種可靠的方法來識別和培養(yǎng)符合人類SSC特征的細(xì)胞。研究團(tuán)隊在睪丸標(biāo)本中鑒定出了人類SCC的決定性生物標(biāo)志物，從而能夠準(zhǔn)確識別和捕獲這些干細(xì)胞。隨后，該研究發(fā)現(xiàn)了新確定的生物標(biāo)志物參與的信號通路，通過改變這些通路可以產(chǎn)生和培養(yǎng)用于治療目的的SSC。這項研究結(jié)果有望給世界各地數(shù)百萬正在忍受不育治療的夫婦帶來希望。

在榜單中排名第三位的，是另一個生育領(lǐng)域研究。該研究由維克森林再生醫(yī)學(xué)研究所主導(dǎo)，他們對子宮進(jìn)行了生物工程改造，使其能夠支持受精、胎兒發(fā)育和兔子的活產(chǎn)。在這項開創(chuàng)性的研究中，研究人員在切除子宮的動物體內(nèi)造出了新的子宮。此外，由兔子本身的子宮細(xì)胞培育的人造子宮，能發(fā)育出自然結(jié)構(gòu)從而支持正常妊娠，其中40%的胚胎能夠正常發(fā)育和活產(chǎn)。

總之，與正常子宮相比，這種再生技術(shù)能夠支持正常妊娠和胎兒發(fā)育。這意味著，這種方法可能為子宮有缺陷的女性提供一條懷孕途徑，同時避免了人類捐贈和可能的器官排斥。

市場研究前景報告（ Market Research Future report）顯示，到2023年，全球生育服務(wù)市場預(yù)計將增長到360億美元，而女性不育藥物市場預(yù)計到2028年將達(dá)到25億美元。到2027年，男性不育癥市場的規(guī)模預(yù)計將大大縮小，這意味著將有更多未確診的男性不育癥病例需要通過宣傳活動和咨詢來挖掘，以促進(jìn)男性不育癥疑似患者進(jìn)入診所，并有望成為父親。

由鹍遠(yuǎn)基因與復(fù)旦大學(xué)共同合作主持的一項大規(guī)模研究的成果排在榜單的第四位，也是唯一上榜的中國內(nèi)地研究。研究團(tuán)隊開發(fā)了一種非侵入性血液檢測方法，能夠在前4年確診識別出一個人是否患有胃癌、食管癌、結(jié)直腸癌、肺癌和肝癌等五種最常見的癌癥之一。

這種新的檢測方法通過識別CpG甲基化（在DNA分子中多個相鄰的胞嘧啶和鳥嘌呤序列上添加甲基基團(tuán)）而發(fā)揮作用。通過這種方式可以識別出體內(nèi)的每個組織，以及通過其獨(dú)特的甲基化特征來識別不同的癌癥類型。在最終分析中，研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)他們的檢測并不能預(yù)測受檢者的患癌風(fēng)險，但能鑒別出那些已經(jīng)有腫瘤性增生而目前并沒有臨床癥狀，且現(xiàn)有常規(guī)檢測無法確診的患者。這項檢測的意義在于，能幫助早發(fā)現(xiàn)癌癥，從而大大提高癌癥患者的生存率。

到2020年，全球癌癥診斷市場估計為1,560億美元，預(yù)計到2027年將達(dá)到2,233億美元。相比之下，麥肯錫公司（McKinsey & Company）的一份報告稱，到2024年，全球腫瘤治療藥物的銷售額預(yù)計將達(dá)到2,500億美元，這意味著治療藥物市場還有很大的增長空間。

榜單中居于第五位的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)是荷蘭癌癥研究所（Netherlands Cancer Institute）發(fā)現(xiàn)了一種對癌癥患者具有重大意義的新器官。他們證明了新的器官代表了唾液腺系統(tǒng)的一個未知部分。這是有史以來新發(fā)現(xiàn)的一個高危器官，需要在癌癥治療期間受到保護(hù)。

這一重大創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)，使用了一種標(biāo)記唾液腺的新型掃描方法，在鼻咽部識別出了以前未知的一對唾液腺。這兩個被激活的新區(qū)域是由唾液腺組織構(gòu)成的，它們負(fù)責(zé)鼻咽/口咽的潤滑和吞咽。

此外，新發(fā)現(xiàn)的這種管狀唾液腺需要在癌癥治療期間得到保護(hù)，可能有助于減少癌癥患者治療副作用，從而提高癌癥患者的整體生活質(zhì)量。

這一發(fā)現(xiàn)的意義十分重大，因為它幫助發(fā)展了癌癥治療的金標(biāo)準(zhǔn)：化療和放療。簡而言之，我們迫切需要將這些已有幾十年歷史的癌癥治療方法現(xiàn)代化，為這些陳舊的治療方法提供一條前進(jìn)的道路，并挖掘出新的癌癥治療方法。這項研究上榜表明，健康領(lǐng)域的創(chuàng)新者們正在尋找新的治療方法，并期待它們在不久的將來出現(xiàn)。

排名第六的是哈佛大學(xué)的研究，該研究發(fā)現(xiàn)了肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS）患者的一種新的腸道-大腦聯(lián)系。這項研究為ALS的環(huán)境病理提供了深入見解，并糾正了過去使用不準(zhǔn)確的小鼠模型。如圖6顯示了攜帶常見ALS基因突變的小鼠，其脊髓有高水平的炎癥（紅色），免疫細(xì)胞（綠色）與特定的微生物群有關(guān)。

研究人員在兩個不同的實驗室（A和B）培育了兩組糾正了ALS基因突變的小鼠。在A實驗室飼養(yǎng)的小鼠有全身炎癥，從而導(dǎo)致壽命縮短。與此相反，在B實驗室飼養(yǎng)相同突變的小鼠存活到了老年。隨后，經(jīng)DNA測序發(fā)現(xiàn)，在A實驗室飼養(yǎng)的小鼠體內(nèi)存在特定的腸道細(xì)菌，而在B實驗室產(chǎn)生的健康小鼠體內(nèi)則沒有這種細(xì)菌。

為了驗證這一結(jié)論，通過將B實驗室小鼠的糞便移植到A實驗室的患病小鼠體內(nèi)后，成功將其治愈。因此，這種經(jīng)修正的動物模型為未來的臨床試驗提供了顯著的結(jié)論，并繪制了一個重要的腸-腦連接圖。

一份ResearchAndMarkets.com的報告預(yù)計，到2027年，人體微生物群大眾市場將達(dá)到454,267萬美元。到2029年，ALS市場的全球銷售額有望增長到10.4億美元，年復(fù)合增長率為13.9%。

排名第七的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)來自VIB-KU Leuven。他在小鼠和人類大腦中識別了一個CD4 T輔助細(xì)胞群，它們有別于外周免疫系統(tǒng)中的CD4 T輔助細(xì)胞。研究表明，如果沒有這些常駐大腦的白細(xì)胞，小膠質(zhì)細(xì)胞仍然停留在小鼠大腦的胎兒和成人發(fā)育狀態(tài)之間。這反而引起小鼠的突觸修剪缺陷和異常行為的發(fā)生。

一項調(diào)查顯示，腦內(nèi)T細(xì)胞群是由穿越血腦屏障的外周血白細(xì)胞進(jìn)化而來。此外，研究人員還觀察到，腸道微生物改變了這些白細(xì)胞，這些白細(xì)胞隨后穿過血腦屏障，攜帶著外周免疫系統(tǒng)的重要信息充當(dāng)“寫給大腦的信”。這被普遍認(rèn)為是外周免疫系統(tǒng)向中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息從而影響行為的方式。

根據(jù)Coherent Market Insights的數(shù)據(jù)，到2027年，全球神經(jīng)學(xué)市場的規(guī)模將超過389億美元。預(yù)計神經(jīng)疾病患者數(shù)量的增加將推動神經(jīng)學(xué)市場的發(fā)展，特別是在面對COVID-19大流行造成的多重封鎖、財務(wù)困難和生命消逝的情況下，心理健康問題不斷出現(xiàn)。

另一項來自杜克大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)研究居榜單第八位，該研究在慢性疼痛方面取得了重要進(jìn)展。研究人員發(fā)現(xiàn)了大腦中的一個疼痛抑制中心，它廣泛投射到整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)的其它16個疼痛處理中心。具體來說，研究小組確定了小鼠杏仁核中被全身麻醉劑激活的疼痛抑制神經(jīng)元CeAga神經(jīng)元的存在，然后追蹤老鼠體內(nèi)激活的CeAga神經(jīng)元的路徑，以繪制到大腦不同部分的連接圖。如圖8所示，紅色、品紅和黃色的細(xì)胞（不是綠色或藍(lán)色的）是被稱為CeAga的神經(jīng)元集合的一部分，被認(rèn)為是大腦的“疼痛中心”。

總之，一個單獨(dú)的關(guān)閉開關(guān)已經(jīng)被確認(rèn)能夠抑制大腦內(nèi)幾十個促進(jìn)疼痛的區(qū)域的反應(yīng)，這個開關(guān)就是一個疼痛中心。隨著時間的推移，這一重要的發(fā)現(xiàn)可能為疼痛治療提供前景，可通過激活這些細(xì)胞來抑制整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疼痛區(qū)域。2019年，慢性疼痛市場價值778億美元。

創(chuàng)新榜單Top 9是香港科技大學(xué)設(shè)計的世界上第一個3D人工眼。該3D人工眼超過了現(xiàn)有的仿生眼的能力，甚至在某些情況下超越了人眼的能力。該3D人工眼既能復(fù)制天然對應(yīng)物的結(jié)構(gòu)也保證了更敏銳的視力，同時具有額外的功能，如在黑暗中探測紅外輻射的能力。

該3D人工眼的眾多功能都由納米線光傳感器陣列組成的3D人造視網(wǎng)膜來實現(xiàn)，這種3D人造視網(wǎng)膜模擬了自然中的光感受器。納米線陣列與一束液態(tài)金屬線相連，作為人工視網(wǎng)膜后面的神經(jīng)。由于納米線的密度比人眼中的光感受器要高，這意味著人工視網(wǎng)膜有可能獲得更高的圖像分辨率。研究還證實，半球形視網(wǎng)膜能夠?qū)⒘x眼產(chǎn)生的視覺信號復(fù)制到電腦屏幕上。

簡而言之，在某些情況下，太陽能3D人眼的性能優(yōu)于目前的仿生眼及其生物變體。預(yù)計到2027年，全球腦-機(jī)接口市場將達(dá)到38.5億美元，從2020年到2027年，復(fù)合年增長率為14.3%。投資全球腦-機(jī)接口市場將是一個十分明智的選擇。

榜單Top 10與COVID（新冠病毒）有關(guān)。紐約大學(xué)蘭根健康中心發(fā)現(xiàn)了一種只在肺部存在的與冠狀病毒有關(guān)的免疫細(xì)胞。確切地說，該研究揭示了一種以前未知的主要存在于呼吸道的肺泡巨噬細(xì)胞亞群（AMs）。

這些新發(fā)現(xiàn)的、只存在于肺部氣道的白細(xì)胞被稱為神經(jīng)和氣道相關(guān)的巨噬細(xì)胞（nerve and airway associated macrophages ，NAMs）。該研究表明，它們可以調(diào)節(jié)肺部感染時AMs產(chǎn)生的細(xì)胞炎癥因子。基于此，這些細(xì)胞炎癥因子數(shù)據(jù)可以為冠狀病毒患者相關(guān)的肺損傷和死亡提供新的信息。

研究小組還發(fā)現(xiàn)NAMs是胚胎衍生的，能夠自我更新，同時無論它們處于平衡狀態(tài)還是炎癥狀態(tài)，都能持續(xù)表達(dá)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的基因。體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)了NAMs與AMs如何協(xié)同工作幫助清除流感感染以及抑制炎癥反應(yīng)。

簡而言之，該研究鑒定了一種以前未被記錄的肺巨噬細(xì)胞，該細(xì)胞在炎癥狀態(tài)下負(fù)責(zé)維持免疫和組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)。希望這些巨噬細(xì)胞能被用來對抗引起炎癥風(fēng)暴的傳染性病原體，如COVID-19。

健康領(lǐng)域的創(chuàng)新者們深入挖掘了豐富的免疫學(xué)策略寶藏。他們專注于肌萎縮側(cè)索硬化癥是合乎邏輯的，因為該病可能是一種類似于COVID-19、依賴于炎癥和免疫異常的多樣化疾病。健康領(lǐng)域的創(chuàng)新者們開始關(guān)注肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS，一種與神經(jīng)系統(tǒng)炎癥和變化密切相關(guān)的疾病），希望新冠狀病毒也會如此。

在投資方面，男性不育等領(lǐng)域正在被挖掘。目前，全球生育率正在下降，收養(yǎng)和扶養(yǎng)方面產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)。生育治療成為許多無法自然受孕夫婦的唯一選擇。由于男性不育市場開發(fā)并不充分，因此，現(xiàn)在生育市場的提振，給了投資者們進(jìn)行穩(wěn)健投資的絕好機(jī)會。

在一個高度不穩(wěn)定的金融環(huán)境下，癌癥治療也是一個“相對安全的投資領(lǐng)域”。隨著癌癥診斷市場的擴(kuò)張，新療法肯定也會出現(xiàn)。另一件確定無疑的事情是，大腦-計算機(jī)對接在2020年也成為了一個好的投資領(lǐng)域。